一種陽極焙燒爐爐底冷卻裝置及方法
2023-04-22 17:02:31
專利名稱：一種陽極焙燒爐爐底冷卻裝置及方法
技術領域：
本發明涉及炭素生產領域的陽極焙燒爐，特別是涉及一種陽極焙燒爐爐 底冷卻裝置及方法。 冃豕抆不
陽極焙燒爐在生產過程中，由於其焙燒曲線長、焙燒溫度高，需要消耗 大量的熱量。由於爐底的傳導傳熱作用，爐底基礎上表面溫度很容易超出規 範要求。
現有的陽極焙燒爐，為了防止因為爐底基礎上表面溫度過高而引起爐子 結構性破壞， 一般都將爐底設計為很厚的實心結構，但這種措施又增加了爐 子砌體的蓄熱量，對於陽極焙燒爐這種典型的周期性爐子來說，蓄熱帶來的 熱量損失是十分可觀的。同時，還由於爐子長年循環運轉，裝出爐操作帶來 的機械撞擊、交變熱應力的作用等，都會導致爐底保溫層的隔熱性能不斷下 降，致使爐底基礎表面溫度超出規範要求，給爐子使用壽命帶來致命損害。 由於爐底結構的局限性，無法對爐底基礎表面採取有效的冷卻措施。這種爐 底結構的缺點是1、爐底基礎表面無冷卻措施，導致溫度過高，易對基礎結 構造成高溫破壞，進而對陽極焙燒爐造成結構性破壞；2、爐底砌築要耗費大 量的耐火材料和保溫材料，提高了爐子一次造價；3、龐大的爐底材料砌築量， 明顯增加了陽極焙燒爐的蓄熱損失，提高了陽極焙燒生產的能源消耗；4、對 於火焰系統內的加熱和預熱爐室來說，爐底蓄熱導致了其熱惰性大，明顯延緩了升溫速度，造成了能源的進一步浪費；5、對於加熱完了、離開火焰系統 的冷卻爐室來說，熱惰性會使其爐底散熱能力大大下降，明顯延緩了冷卻速 度，這將直接惡化操作工人的裝出爐工作條件，或者迫使設計者增加爐室設 置，提高了陽極焙燒爐造價；6、綜上所述，這種爐底結構及冷卻措施的缺失， 致使陽極焙燒爐爐底溫度狀態完全與合理的工藝相違背。
發明內容
本發明就是為了解決上述技術問題而提供一種陽極焙燒爐爐底冷卻裝置 及方法，目的是解決現有的陽極焙燒爐爐底蓄熱損失大、爐底基礎表面溫度 高、爐子熱惰性大、升溫速度慢、冷卻速度慢、能源消耗大的問題。
為達上述目的本發明是這樣實現的 一種陽極焙燒爐爐底冷卻方法，包 括下述步驟陽極焙燒爐爐體內的火焰系統在爐子中心線同一側操作和跨爐 子中心線操作，當火焰系統在爐子中心線同一側操作時設在冷卻通道口的第 一冷卻裝置工作，第二冷卻裝置停止；當火焰系統跨爐子中心線操作時設在 冷卻通道口的第二冷卻裝置工作，第一冷卻裝置停止工作。
一種陽極焙燒爐爐底冷卻裝置，包括陽極焙燒爐爐體、爐子中心線，在 陽極焙燒爐爐體的兩端設有冷卻通道口，冷卻通道口內設有冷卻裝置，陽極 焙燒爐爐體的下方設有與冷卻通道口連接的爐底冷卻通道。
所述的爐底冷卻通道的數量範圍為8 100條。
所述的爐底冷卻通道截面形狀為矩形，其邊長尺寸範圍為50 500mm。 所述的冷卻通道口與冷卻裝置之間設有柔性耐熱纖維材料作為密封材料。
所述的冷卻裝置為兩個，為第一冷卻裝置和第二冷卻裝置。所述的陽極焙燒爐爐體內的一個火焰系統中加熱爐室和預熱爐室數量範 圍為1 5個。
所述的陽極焙燒爐爐體內的一個火焰系統外上遊處的冷卻爐室數量範圍
為1 5個。
本發明具有以下優點
1、 可有效降低陽極焙燒爐爐底表面溫度，保護基礎結構強度，進而避免 對爐體的結構性破壞。
2、 減少爐底耐火保溫材料用量，節約陽極焙燒爐砌體造價。
3、 減少爐底蓄熱損失，同時可加快爐子的升溫速度，具有明顯的節能效果。
4、 可加快冷卻爐室的冷卻速度，明顯改善裝出爐操作條件。
5、 爐底冷卻過程的氣體流通，對爐底產生"熱爐底"效應，有利於提高 爐子實際溫度對設定焙燒曲線的符合性。
6、 所採用方法經濟實用、所採用的冷卻裝置結構簡單，易於實施。
圖1是本發明火焰系統處在爐子中心線同一側操作時的結構示意圖。 圖2是本發明火焰系統跨爐子中心線操作時的結構示意圖。 圖3是本發明在陽極焙燒爐上實施的結構示意圖。
圖中，1、陽極焙燒爐爐體；2、冷卻通道口； 3、爐底冷卻通道；4、第 一冷卻裝置；5、第二冷卻裝置；6、加熱爐室；7、預熱爐室；8、冷卻爐室； 9、爐子中心線。
具體實施方式
以下通過具體實施方式
的描述對本發明作進一步說明，但本發明的保 護範圍不受實施例所限。本領域技術人員根據本發明的基本思想，可以做 出各種修改或改進，但是只要不脫離本發明的基本思想，均在本發明的 範圍之內。
如圖1、圖2和圖3所示，是陽極焙燒爐爐底冷卻裝置兩個火焰系統的運 行結構示意圖，圖中的箭頭方向是火焰系統運行方向。本發明陽極焙燒爐爐 底冷卻裝置，包括陽極焙燒爐爐體l、爐子中心線9，在陽極焙燒爐爐體l的 兩端設有冷卻通道口2，冷卻通道口2內設有兩個冷卻裝置，第一冷卻裝置4 和第二冷卻裝置5，第一冷卻裝置4設在陽極焙燒爐右上角和左下角，第二冷 卻裝置5設在陽極焙燒爐左上角和右下角，陽極焙燒爐爐體1的下方設有與 冷卻通道口2連接的爐底冷卻通道3，對陽極焙燒爐爐底實施抽氣冷卻，爐底 冷卻通道3的數量範圍為8 100條，爐底冷卻通道3截面形狀為矩形，其邊 長尺寸範圍為50 500mm;冷卻通道口 2與冷卻裝置之間設有柔性耐熱纖維 材料作為密封材料；陽極焙燒爐爐體1內的一個火焰系統中加熱爐室6和預 熱爐室7數量範圍為1 5個，陽極焙燒爐爐體1內的一個火焰系統外上遊處 的冷卻爐室8數量範圍為1 5個，本實施例為三個加熱爐室6、三個預熱爐 室7，兩個冷卻爐室8。
一種陽極焙燒爐爐底冷卻方法，包括下述步驟陽極焙燒爐爐體內的一
個火焰系統在爐子中心線同一側操作和跨爐子中心線操作，當火焰系統在爐 子中心線同一側操作時設在冷卻通道口的第一冷卻裝置工作，第二冷卻裝置
停止；當火焰系統跨爐子中心線操作包括只有一個爐室跨過爐子中心線時設 在冷卻通道口的第二冷卻裝置工作，第一冷卻裝置停止工作；第一冷卻裝置4和第二冷卻裝置5交替開啟，連續維持爐底的冷卻過程。陽極焙燒爐爐底冷
卻方法，還包括冷卻裝置的開啟順序，它將爐底冷卻氣流方向分為順系統運 行方向和逆系統運行方向，順系統運行方向運行時，冷卻氣流方向與爐子火 焰系統內的煙氣流動方向一致，逆系統運行方向運行時，冷卻氣流方向與爐 子火焰系統內的煙氣流動方向相反。
採用本發明的方法之後，不僅能克服現有陽極焙燒的上述缺點，還能夠 將加熱完了、已離開原屬火焰系統、並進入冷卻狀態的爐室爐底熱量轉移至 正在加熱或預熱爐室的爐底，有效提高陽極焙燒爐的熱效率。從整臺陽極焙 燒爐的爐底溫度分布來看，所產生的是一種"熱爐底"效應，達到了克服其 熱惰性、提高其熱敏性的目的。
所述的每個冷卻裝置中安裝有數個排風機，安裝時可以裝入冷卻通道口， 與爐面保持平齊，也可以高於爐面。冷卻裝置中的排風機，體積小操作靈活。
其單臺功率為2 5KW、排風量為30000 50000m3/h。
權利要求
1、一種陽極焙燒爐爐底冷卻方法，其特徵在於包括下述步驟陽極焙燒爐爐體內的火焰系統在爐子中心線同一側操作和跨爐子中心線操作，當火焰系統在爐子中心線同一側操作時設在冷卻通道口的第一冷卻裝置工作，第二冷卻裝置停止；當火焰系統跨爐子中心線操作時設在冷卻通道口的第二冷卻裝置工作，第一冷卻裝置停止工作。
2、 一種陽極焙燒爐爐底冷卻裝置，包括陽極焙燒爐爐體、爐子中心線， 其特徵在於在陽極焙燒爐爐體的兩端設有冷卻通道口，冷卻通道口內設有冷 卻裝置，陽極焙燒爐爐體的下方設有與冷卻通道口連接的爐底冷卻通道。
3、 根據權利要求2所述的陽極焙燒爐爐底冷卻裝置，其特徵在於所述的 爐底冷卻通道的數量範圍為8 100條。
4、 根據權利要求3所述的陽極焙燒爐爐底冷卻裝置，其特徵在於所述的 爐底冷卻通道截面形狀為矩形，其邊長尺寸範圍為50 500mm。
5、 根據權利要求1所述的陽極焙燒爐爐底冷卻裝置，其特徵在於所述的 冷卻通道口與冷卻裝置之間設有柔性耐熱纖維材料作為密封材料。
6、 根據權利要求1所述的陽極焙燒爐爐底冷卻裝置，其特徵在於所述的 冷卻裝置為兩個，第一冷卻裝置和第二冷卻裝置。
7、 根據權利要求l所述的陽極焙燒爐爐底冷卻裝置，其特徵在於所述的 陽極焙燒爐爐體內的一個火焰系統中加熱爐室和預熱爐室數量範圍為1 5 個。
8、 根據權利要求1所述的陽極焙燒爐爐底冷卻裝置，其特徵在於所述的 陽極焙燒爐爐體內的一個火焰系統外上遊處的冷卻爐室數量範圍為1 5個。
全文摘要
本發明公開了一種炭素生產領域的陽極焙燒爐，特別是涉及一種陽極焙燒爐爐底冷卻裝置及方法。陽極焙燒爐爐底冷卻裝置結構如下在陽極焙燒爐爐體的兩端設有冷卻通道口，冷卻通道口內設有冷卻裝置，陽極焙燒爐爐體的下方設有與冷卻通道口連接的爐底冷卻通道。本發明可有效降低陽極焙燒爐爐底表面溫度，保護基礎結構強度，進而避免對爐體的結構性破壞。減少爐底耐火保溫材料用量，節約陽極焙燒爐砌體造價。減少爐底蓄熱損失，同時可加快爐子的升溫速度，具有明顯的節能效果。可加快冷卻爐室的冷卻速度，明顯改善裝出爐操作條件。爐底冷卻過程的氣體流通，對爐底產生「熱爐底」效應，有利於提高爐子實際溫度對設定焙燒曲線的符合性。
文檔編號F27D9/00GK101498011SQ20081001027
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月29日 優先權日2008年1月29日
發明者於國友, 博 呂, 曹廣和, 曹成山, 王忠心 申請人:瀋陽鋁鎂設計研究院